JP2008045747A - 流体機械のロータ - Google Patents

Abstract

【課題】流体機械のロータ（１）の振動を効果的に防止することを目的とする。
【解決手段】ロータ（１）が振動低減手段（２）を有し、該手段（２）が、流体機械の運転中に生ずるロータの振動を減衰するように形成され、その減衰は振動低減手段（２）の内部での転動体（５）の移動により達成され、転動体（５）は軌道面（１４）に沿って移動可能に配置される。振動低減手段が振り子を有し、該振り子が、振動アームに配置された振動質量を有し、振動アームが回転可能に配置された他の形態も使用可能。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロータが振動低減手段を有し、該手段が、流体機械の運転中に生ずるロータの振動を減衰するように形成された流体機械のロータに関する。

発電機の軸は、通常、例えば蒸気タービンやガスタービンのような駆動機械に結合されている。発電機軸の周波数は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚである。もっとも、発電機軸系は発電機を介して回転的に振動励起される。一般に、重量機械工業の四極形或いは二極形発電機において所謂半回転運転中ないし全回転運転中、励振周波数として常に、電気系統周波数の二倍の周波数が生ずる。その際に生ずるロータ系振動および振幅は、場合によりその発生振幅が所定値を超過したとき、ロータ軸およびそれに結合されたタービン翼にとっても非常に危険である。

過大振幅のロータ振動を防止すべく、ロータ振動は、ロータに沿った質量および／又はねじり強さの分布により調整される。これは、軸の接近可能な箇所に質量を付加するか、そこを材料除去可能に形成することを意味する。しかし、この処置では全ての振動を防止し得ない。

本発明の課題は、支障のある振動を効果的に防止できるロータを提供することにある。

この課題は、ロータが振動低減手段を有し、該手段が、流体機械の運転中に生ずるロータの振動を減衰するように形成された流体機械のロータにより解決される。

この場合、振動低減手段はケースを有し、該ケースの内部に軌道面が形成され、振動低減手段がケース内に転動体を有し、該転動体が軌道面上を移動可能に配置される。本発明は、ロータ表面上に振動低減手段は簡単且つ迅速に設け得るという観点から出発する。この場合、振動低減手段はロータ表面の振動に対抗する転動体で形成される。この対抗作用は、転動体の慣性により達成される。

転動体は、有利な実施態様では、球或いはころ（円筒体）である。正にこの形状は簡単に製造でき、そのためこの振動低減手段は簡単かつ安価である。

軌道面は、湾曲させ、もって振動低減手段の種々の周波数を調整可能とすると良い。

好適には、軌道面はロータの回転軸線に関して凸状に湾曲させる。

ケースに液体を封入し、もって転動体の減衰作用を高めるとよい。この有利な実施態様では、振動低減手段は振り子を有し、該振り子は、振動アームに配置された振動質量を有し、振動アームは回転可能に配置される。この場合、振動アームは回転点を中心として回転可能に支持される。

以下図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。なお各図において同一部分には同一符号を付している。

図１は、振動低減手段２を備えたロータ１を断面図で示す。振動低減手段２はケース３を有し、流体機械の運転中に生ずるロータ１の振動を減衰するように形成されている。ロータ１は流体機械（図示せず）に配置される。

ケース３の内部に軌道面４が形成され、振動低減手段２はケース３の内部に転動体５を有し、この転動体５は軌道面４上を移動可能に配置されている。

運転中、遠心力が半径方向６に作用し、転動体５を軌道面４に押し付ける。一定回転速度時に転動体５は静止位置に存在し、その軌道面４に関する位置は変化しない。これに対し、ロータ１の回転速度が一定せず、調和外乱関数と重畳されると、転動体５が励振させられ、最終的に転動体５が軌道面４上を移動する。ロータ１の回転方向７での運動は、慣性に基づき、転動体５の逆方向８への運動を生じさせる。

この場合、転動体５は球或いはころとして形成される。

軌道面４は湾曲して形成され、この結果転動体５は静止位置の方向への復帰力を受ける。軌道面４の傾斜は転動体５の復帰力に影響を与える。振動低減手段２のケース３内に、例えば油や摩擦液等の液体が封入されていると、転動体５の減衰作用が増大する。

ケース３は、ロータ１に配置された母体１０にねじ結合される。

軌道面４は、ロータ１の回転軸線１１に対し湾曲して形成されている。

図２は、振動低減手段２の異なる実施例を示す。この振動低減手段２は振り子１２を備える。この振動低減手段２は、流体機械の運転中に生ずるロータ１の振動を減衰すべく形成されている。そのため振り子１２は振動アーム１３に配置された振動質量１４を有し、振動アーム１３は回転可能に配置されている。この場合、振動アーム１３は回転点１５或いは振動軸線１６を中心として回転可能に配置されている。振動アーム１３はクロスピース１７に配置されている。

図２に示す振動低減手段２の実施例では、振動アーム１３は、更にこの振動アーム１３の一端に配置された転動体１８を有する。この転動体１８は軌道に沿って移動でき、その軌道はロータ１の回転軸線に対して凸状に湾曲して形成されている。

振動低減手段を備えたロータの断面図。 異なった振動低減手段を備えたロータの断面図。

符号の説明

１ ロータ、２ 振動低減手段、３ ケース、４ 軌道面、５ 転動体、１２ 振り子、１３ 振動アーム、１４ 振動質量、１８ 転動体

Claims (12)

1. ロータ（１）が振動低減手段（２）を有し、該振動低減手段（２）が、流体機械の運転中に生ずるロータ（１）の振動を減衰するように形成されたことを特徴とする流体機械のロータ。
2. 振動低減手段（２）がケース（３）を有し、該ケース（３）の内部に軌道面（４）が形成され、振動低減手段（２）がケース（３）内に転動体（５）を有し、該転動体（５）が軌道面（４）上を移動可能に配置されたことを特徴とする請求項１記載のロータ。
3. 転動体（５）が球であることを特徴とする請求項２記載のロータ。
4. 転動体（５）がころであることを特徴とする請求項２記載のロータ。
5. 軌道面（４）が湾曲されたことを特徴とする請求項２記載のロータ。
6. 軌道面（４）がロータ（１）の回転軸線に関して凸状に湾曲していることを特徴とする請求項２記載のロータ。
7. ケース（３）に液体が封入されたことを特徴とする請求項２から６の１つに記載のロータ。
8. 振動低減手段（２）が振り子（１２）を有し、該振り子（１２）が、振動アーム（１３）に配置された振動質量（１４）を有し、前記振動アーム（１３）が回転可能に配置されたことを特徴とする請求項１記載のロータ。
9. 振動アーム（１３）が回転点を中心として回転可能に配置されたことを特徴とする請求項８記載のロータ。
10. 振動アーム（１３）が回転軸線（１６）を中心として回転可能に配置されたことを特徴とする請求項８記載のロータ。
11. 振動低減手段（２）が、振動アーム（１３）に配置された振動質量（１４）と転動体（１８）とを有し、該転動体（１８）が軌道に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１記載のロータ。
12. 軌道がロータ（１）の回転軸線に関して凸状に湾曲されたことを特徴とする請求項１１記載のロータ。

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